(57)【要約】【課題】コンクリート構造物表面に、ひび割れが発生しても、該ひび割れ箇所からの水分や、腐食性イオン物質の浸入を防止し、かつ、ひび割れが目視で検出可能なコンクリート構造物の保護方法の提供。【解決手段】コンクリート構造物の表面に、ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づくひび割れ追従性能が、０．５０ｍｍ以上の柔軟性塗膜を形成し、次いで、該柔軟性塗膜表面に、前記追従性能が、０．２０ｍｍ以下の硬質性塗膜を形成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物表面のひび割れが検出可能な、コンクリート構造物の保護方法であって、コンクリート構造物の表面に、ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づくひび割れ追従性能が、０．５０ｍｍ以上の柔軟性塗膜を形成し、次いで、該柔軟性塗膜表面に、前記追従性能が、０．２０ｍｍ以下の硬質性塗膜を形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記柔軟性塗膜のひび割れ追従性能が、０．６０ｍｍ以上であり、かつ、前記硬質性塗膜の追従性能との差が、０．４０ｍｍ以上である、請求項１に記載のコンクリート構造物の保護方法。
【請求項３】
ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づくひび割れ追従性能が０．５０ｍｍ以上の柔軟性塗膜と、前記追従性能が０．２０ｍｍ以下の硬質性塗膜とが、コンクリート構造物の表面に順次設けられていることを特徴とするコンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物表面のひび割れ発生が検出可能な、コンクリート構造物の保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物は、アルカリ骨材反応等によりひび割れが生じ易く、一旦ひび割れが発生すると、そこから水分や、腐食性イオン物質等が浸入し、コンクリート構造物の劣化が促進され、時には、それが崩壊につながることがある。
そこで、通常、コンクリート構造物表面には、塗料を塗装して、保護塗膜を形成させている。しかしながら、従来の塗膜は、コンクリート構造物表面のひび割れに対する追従性が劣るため、塗膜にもひび割れや、剥離等が生じ易く、保護塗膜としての機能を充分発揮できないという問題点があった。
【０００３】
そこで、近年、コンクリート構造物表面のひび割れに追従性を有する、柔軟性塗膜、即ち、伸び率の大きい塗膜を形成する塗料や、該塗料を使用した塗装工法が開発されてきている  （例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等）  。
コンクリート構造物表面に、伸び率の大きい塗膜を形成する方法は、コンクリート構造物表面のひび割れに追従し、塗膜にひび割れや、剥離が生じにくく、そのため、コンクリート構造物表面のひび割れ箇所からの水分や、腐食性イオン物質等の浸入を防止し、非常に効果をあげている。
【０００４】
しかしながら、コンクリート構造物表面に、伸び率の大きい塗膜を形成する方法は、コンクリート構造物表面に生じたひび割れが生じた場合でも、それに追従するため、ひび割れが視認できず、それ故、コンクリート構造物表面にひび割れが発生したことによる危険性を予知できなくなる問題点がある。
また、コンクリート構造物にひび割れが発生しているかどうかを、コンクリート表面をハンマー等でたたき、ひび割れ有無を耳で聞き分ける打音法が広く採用されているが、この方法は、作業性が非常に悪く、工数が多くかかる問題点がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１６８８６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１７７４２号公報
【特許文献３】
特開２００１−２９８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の課題を背景になされたものであり、コンクリート構造物表面に、ひび割れが発生しても、該ひび割れ箇所からの水分や、腐食性イオン物質等の浸入を防止し、かつ、ひび割れが目視で検出可能なコンクリート構造物の保護方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を達成するため、鋭意検討した結果、以下の方法により上記課題を達成できることを見出し、本発明に到達したものである。
即ち、本発明は、以下の方法及びコンクリート構造物に関するものである。
１．コンクリート構造物表面のひび割れが検出可能な、コンクリート構造物の保護方法であって、コンクリート構造物の表面に、ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づくひび割れ追従性能が、０．５０ｍｍ以上の柔軟性塗膜を形成し、次いで、該柔軟性塗膜表面に、前記追従性能が、０．２０ｍｍ以下の硬質性塗膜を形成することを特徴とする方法。
２．ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づくひび割れ追従性能が０．５０ｍｍ以上の柔軟性塗膜と、前記追従性能が０．２０ｍｍ以下の硬質性塗膜とが、コンクリート構造物の表面に順次設けられていることを特徴とするコンクリート構造物。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明が適用されるコンクリート構造物としては、土木や、建築等に適用されている橋脚や、橋台、桁、床版、高欄、ドルフィン、トンネル、導水路、貯蔵槽、壁、屋根、バルコニー等の各種コンクリート構造物が好適に挙げられる。これらコンクリート構造物は、本発明においては、その表面を、予め下地処理を施したものが好ましい。即ち、コンクリート表面にある突起物や、付着物を除去するために、ディスクサンダーや、ウォータージェット、手工具等を用いてコンクリート素地を調整し、更に、コンクリート表面にある微細孔を埋めるとともに、平滑化し、また、後述する柔軟性塗膜との密着性をよくするために、プライマー材や、パテ材を塗布することにより下地処理を施す。
【０００９】
本発明は、このような下地処理を、必要に応じて施したコンクリート構造物表面に、柔軟性塗膜を形成し、次いで、硬質性塗膜を形成するものである。
コンクリート構造物表面に形成する塗膜が、コンクリート構造物自身の許容ひび割れに追従できないと、塗膜がひび割れと共に破断し、破断した部分より水分や、酸素、二酸化炭素、塩化物イオン等の腐食因子が浸入しやすくなり、それが原因でコンクリート構造物の劣化が促進される。
【００１０】
そのために、本発明においては、まず、コンクリート構造物のひび割れに追従し、ひび割れが生じにくい柔軟性塗膜を形成し、コンクリート構造物に腐食因子が浸入するのを防止し、保護するのである。更に、本発明においては、コンクリート構造物を柔軟性塗膜で保護しながら、かつ、コンクリート構造物表面にひび割れが発生したことを視認でき、コンクリート構造物のひび割れによる危険性を予知できるよう、柔軟性塗膜表面に、コンクリート構造物のひび割れに追従できない硬質性塗膜を形成したところに特徴を有するものである。
【００１１】
コンクリート構造物の許容ひび割れとしては、計算上のＧｅｒｇｅｌｙ−Ｌｕｔｚ式や、ＣＥＢ−ＦＩＰ  Ｍｏｄｅｌ  Ｃｏｄｅ式などで求めた表面上の許容ひび割れ幅があり、その値は、環境、コンクリート施工、構造、外力等の条件で異なるが、０．２０ｍｍ程度とされている。しかしながら、計算上のみで求めた値では十分ではなく、場合によっては０．３０ｍｍ程度のひび割れが発生することも考慮しなくてはならないため、公共性の高いコンクリート構造物に塗装される柔軟性塗膜においては、安全率をかけて０．５０ｍｍ以上のひび割れ追従性を要求する場合がある。また、東海旅客鉄道（株）の幹鉄施工第１０３１号「東海道新幹線鉄筋コンクリート構造物  維持管理基準」においては、０．６０ｍｍ以上のひび割れ追従性が規格値として定められている。
【００１２】
従って、本発明における前記柔軟性塗膜として、ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づくひび割れ追従性能が、０．５０ｍｍ以上、好ましくは、０．６０ｍｍ以上の塗膜を形成するものを利用する。ひび割れ追従性能の上限は特に制限ないが、通常１０ｍｍ以下が適当である。
本発明において使用される柔軟性塗膜を形成する塗料としては、前記ひび割れ追従性能を有するものであれば、従来から公知の各種塗料が利用可能である。具体的には、例えば、エポキシ樹脂系や、ポリブタジエン樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シリコン樹脂系、ふっ素樹脂系、ビニルエステル樹脂系、ポリマーセメント系、あるいはウレタン変性エポキシ樹脂系等の各種変性樹脂系などが代表的なものとして挙げられる。これら塗料は、水系や、有機溶剤系、無溶剤系等の各種塗料形態が利用可能である。
【００１３】
一方、本発明における、ひび割れ検出用塗膜の機能を有する前記硬質性塗膜として、ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づくひび割れ追従性能が、前記計算上の許容ひび割れ幅である０．２０ｍｍ以下、好ましくは、０．１８ｍｍ以下の塗膜を形成するものを利用する。ひび割れ追従性能の下限は特に制限ないが、危険性の少ない微少ひび割れの際も硬質性塗膜にひび割れが生じると、美観を損なうだけでなく、危険性のあることを予知させるひび割れと区別し難くなるので、０．１０ｍｍ以上が適当である。
【００１４】
また、柔軟性塗膜と硬質性塗膜とのひび割れ追従性能の差は、０．４０ｍｍ以上、好ましくは、０．５０〜２．００ｍｍが適当であり、ひび割れを視認しやすい。
本発明において使用される硬質性塗膜を形成する塗料としては、前記ひび割れ追従性能性を有するものであれば、従来から公知の各種塗料が利用可能であるが、特に、耐候性のよい塗料が好ましい。具体的には、例えば、アクリル樹脂系や、ウレタン樹脂系、シリコン樹脂系、ふっ素樹脂系、ビニルエステル樹脂系、ポリマーセメント系、ウレタン変性エポキシ樹脂系等の各種変性樹脂系などが代表的なものとして挙げられる。これら塗料は、水系や、有機溶剤系、無溶剤系等の各種塗料形態が利用可能である。
【００１５】
なお、本発明において、柔軟性塗膜と硬質性塗膜の形成に利用される塗料は、同系統の樹脂系塗料を利用するのが適当であるが、層間密着性の良い異種の樹脂系塗料を組み合わせることも可能である。
また、各樹脂系塗料において、一般的に伸び率の高い塗料が柔軟性となり、伸び率の低い塗料が、硬質性となるが、これら柔軟性や、硬質性とする手段は、例えば、形成される塗膜のガラス転移温度の違いや、架橋密度の違い、樹脂骨格の違い等により容易に実現出来、当業者であれば、実験的に容易に理解することが出来る。
具体的には、柔軟性塗膜においては、ガラス転移温度が、１０℃以下、好ましくは、−１０〜８℃の塗膜を形成する塗料が適当である。一方、硬質性塗膜においては、ガラス転移温度が、５０℃以上、好ましくは、６０〜８０℃の塗膜を形成する塗料が適当である。
【００１６】
また、本発明において、柔軟性塗膜と硬質性塗膜の乾燥膜厚は、コンクリート構造物の使用環境等により、塗膜の耐久性等を考慮して、任意に決定すればよいが、通常、前者は、３０〜１０００μｍ、好ましくは、５０〜７００μｍが適当であり、後者は、１０〜３００μｍ、好ましくは、２０〜２００μｍが適当である。それぞれの塗膜の形成は、１コート塗装にて前記膜厚に仕上げても、また、同種類もしくは異種の塗料にて２コート以上の塗装にて前記膜厚に仕上げてもよい。例えば、柔軟性塗膜は、厚膜化や、プライマーとの付着性付与、腐食性イオン物質の浸入防止効果向上等を目的として、前記ひび割れ追従性能を有する中塗材を介在させて２コート以上で柔軟性塗膜を形成するのが適当である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、更に詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
実施例及び比較例の塗装工程に使用する大日本塗料（株）製の各使用材料の略称、一般名称、商品名、及び実施例及び比較例で形成する各使用材料の乾燥膜厚とその乾燥膜厚における単膜のひび割れ追従性能は、表１に示す通りである。
なお、ひび割れ追従性能は、ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づく試験方法にて標準状態で作成された試験片を用い、１ｋＮのロードセルを装備した（株）島津製作所社製引張試験機「ＡＧ−Ｉ」により、静的引張試験を行うことで求めた。試験数は各３回行い、その平均値をひび割れ追従性能として算出した。
【００１８】
【表１】表１
2005035827.tif 000002
【００１９】
参考例１〜６
柔軟性塗膜の形成
以下の表２に示す塗装工程により柔軟性塗膜を形成した。
参考例１の塗装方法は、ＪＳＣＥ−Ｋ５３２−１９９７「表面被覆材のひび割れ追従性試験方法」に基づく試験片に、表１の乾燥膜厚になるようプライマー材（略称Ａ）、中塗材（略称Ｂ）、上塗材（略称Ｆ）を刷毛塗りした。各工程の塗装間隔は、１日１工程とした。全ての塗装工程を終えた後、標準状態で定められた温度、湿度環境下で、２８日間養生を行った。得られた複層からなる柔軟性塗膜を形成した試験片につき、前記静的引張試験に供した結果、試験数３回の平均値として、ひび割れ追従性能０．６４ｍｍであった。
以下、参考例２〜６も同様に表２に示した材料を用い、全ての塗装工程を終えた後、同様に静的引張試験に供し、その結果を表２の下段に示した。
【００２０】
【表２】表２
2005035827.tif 000003
【００２１】
実施例１〜３及び比較例１〜３
参考例１〜６で得られる柔軟性塗膜の最外層を形成する表２の上塗材を塗布し、１日乾燥させた後、以下の表３に示した材料（ひび割れ検出用塗料）を刷毛塗りし、１日乾燥させ、硬質性塗膜となるひび割れ検出用塗膜を形成した。次いで、標準状態で定められた温度、湿度環境下で、２８日間養生を行った。得られた柔軟性塗膜とひび割れ検出用塗膜からなる複合塗膜を形成した試験片につき、前記静的引張試験に供した。同時に、この静的引張試験を、松下電器産業（株）社製デジタルビデオカメラＮＶ−ＭＸ３０００にて２０倍で撮影した。静的引張試験後、ひび割れ検出用塗膜を剥離し、柔軟性塗膜の表面を５０倍のルーペにてひび割れ発生有無を観察した。撮影された試験片のひび割れ状況映像より、ひび割れ検出用塗膜は、ひび割れ発生しているが、その下層の柔軟性塗膜は、ひび割れ発生していないものを○とし、それ以外を×とし、その結果を表３の下段に示した。
【００２２】
【表３】表３
2005035827.tif 000004
【００２３】
表３より明らかな通り、ひび割れ追従性能が、０．５０ｍｍ以上の柔軟性塗膜を形成し、該柔軟性塗膜表面に、前記追従性能が、０．２０ｍｍ以下の硬質性塗膜（ひび割れ検出用塗膜）を形成した本発明の実施例１〜３においては、駆体がひび割れ（破断）しても柔軟性塗膜にひび割れが発生せず、かつ、硬質性塗膜にひび割れが検出でき、コンクリート構造物の保護とひび割れ発生による危険予知が可能である。一方、硬質性塗膜（ひび割れ検出用塗膜）として、ひび割れ追従性能０．２０ｍｍを越える比較例１は、駆体がひび割れ発生しているにもかかわらず、ひび割れ検出ができず、危険予知が無理であった。また、下層の柔軟性塗膜のひび割れ追従性能が０．５０ｍｍ未満の比較例２、比較例３は、駆体のひび割れ発生と追従して、下層の柔軟性塗膜に、硬質性塗膜（ひび割れ検出用塗膜）とともにひび割れが発生し、コンクリート構造物の保護が無理であった。
【００２４】
【発明の効果】
コンクリート構造物表面に、ひび割れが発生しても、該ひび割れ箇所からの水分や、腐食性イオン物質の浸入を防止し、かつ、ひび割れが目視で簡単に検出可能である。